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前言：LNG是指液化天然气，近年来LNG在世界能源供应中占比迅速增加，LNG成为发展态势最为迅猛的能源行业之一，而LNG接收站是对液化天然气进行存储和输送的装置，对LNG接收站中高压泵冷却技术进行分析研究对于促进LNG工业发展具有促进作用。
1 LNG接收站中高压泵作用
高压泵是LNG接收站的心脏，主要结构包括高压泵泵体、电机等，安装方式包括地上地下两种安装方式，通常情况下，LNG接收站采用浸入式电机驱动型高压泵^[1]。LNG接收站中高压泵主要负责对液化天然气进行增压，增压后的液化天然气进入下一设备气化。以唐山LNG接收站为例，该LNG接收站是国内液化天然气存储能力和调峰能力最强的接收站，LNG接收站项目包括容积在16万m³的LNG储罐，BOG压缩机和增压压缩机、离心式潜液高压泵等，该LNG接收站高压泵流量参数为460m³/h，额定量程参数为1992m，泵运行效率为74.8%，工作人员可应用FIC模块对高压泵运行操作进行调控，唐山LNG接收站能够连续向京津冀地区进行调峰供气，显著延长液化天然气连续供应时间。多台高压泵共同作用将液化天然气增压运送到汽化器，增强LNG接收站工作效率^[2]。
2 LNG接收站试运投产中高压泵冷却技术应用分析
LNG高压泵冷却技术应用对于LNG接收站正常工作具有重要作用，若此环节出现问题既有可能导致加注液化天然气气化，影响高压泵正常运行，严重情况下会导致高压泵等LNG接收站设备损坏，LNG高压泵停止运行后若保冷操作实现失误，设备热量泄露增加导致液化天然气蒸发，堵塞设备管道，进而影响高压泵正常运行。因此为保证LNG接收站正常工作运行，需要对高压泵冷却技术应用进行分析研究。
2.1冷却前工作准备
LNG高压泵在冷却前需要做好准备工作，工作人员需要对LNG接收站电气设备、仪表、管道设备等进行性能检测，确保LNG接收站各项设备能够满足预冷操作各项要求。首先，工作人员应用氮气对高压泵冷却操作相关管道设备进行干燥，吹扫操作，保证LNG高压泵、与高压泵连接的管线、高压泵泵罐的露点温度在-50℃以下，氧含量不应超过设备容积的2%。其次，高压泵冷却前工作人员需要再次检查与泵相接的气体排放管道以及下游设备，确保管线设备能够正常输入输出泵冷却时产生气体。之后检查确认LNG高压泵上的压力表、流量表、液位表、温度表能否正常示数，对以上测量仪表进行调试。最后，工作人员根据PI&D图设计要求对设备阀门状态进行检查，确认无误后进行液化天然气输送，对低压输送管道以及设备入口管道进行冷却。
2.2冷却技术应用要求
LNG接收站高压泵冷却技术应用需要注意两点要求：一是控制高压泵冷却速度在合理范围内。若高压泵冷却速度过快，作为低温泵的高压泵难以承受温度急剧变化，导致设备内部部件发生形变影响高压泵正常功能发挥，严重情况下会直接引起设备零件损坏，为LNG接收站带来严重损失。二是需要将LNG高压泵相关零部件浸泡在LNG液体中，浸泡到规定时间后才能启动高压泵，便于实现高压泵热稳定。以LNG接收站高压泵为例，LNG高压泵冷却技术应用时由于不同部件和部件距离泵容器底部距离不同，液化天然气液位浸泡静置时间存在明显差异。该LNG高压泵泵高为5260mm，当加注液化天然气液面位置分别位于泵高的62.5%、79.5%、96.5%时需要静置60分钟，LNG高压泵整体需要至少冷却3h以上方能正常启动使用，以便维持高压泵所有部件的热稳定性。在对LNG接收站高压泵加注液化天然气时需要注意，液化天然气加注速度应维持在25.4mm/分以下。
2.3相关数据测算
在对高压泵冷却时，工作人员需要对LNG高压泵的RTD温度示数、液位计示数、液化天然气加注速度、液化天然气达到一定液面位置的静置时间、监测液化天然气处的温度示数等进行监测，加强高压泵冷却技术应用效果需要对液化天然气加注速度、冷却温度、冷却时间等要素之间关系进行分析研究。其中工作人员可以利用公式对高压泵液化天然气加注速度（mm/min）进行计算，计算公式为，其中l是上一次加注液化天然气静置后液面位置，l’是此次液化天然气加注后液面位置，t’是加注液化天然气达到液面位置对应时间，t是上一次加注液化天然气后浸泡静置液面位置对应时间。计算冷却第一阶段液化天然气加注速度时，需要令l和t的值为0。
以某试运投产LNG接收站相关数据测算工作为例，该LNG高压泵4个检测点RTD温度示数均随液化天然气加注而不断降低，不同检测点处温度下降速率存在差异，但当液面位置达到某检测点附近时，高压泵四个冷却点温度会迅速下降，降低至-150℃以下。在数据测算中可以发现，LNG高压泵冷却时规定加注液化天然气液面位置与实际液面位置变化存在一定差距，实际液化天然气液面位置变化稳定性不佳，根据图1显示可知实际液化天然气液位变化呈现出先增大后降低趋势，液面最高峰值为2860mm，峰值与理论值偏差+91mm，最低值为430mm，与理论值偏差为+6mm。
该LNG高压泵冷却过程中液化天然气加注速度会随液面位置升高发生不规律变化，在液面位置达到2860mm前加注速度随液面升高增加，此时LNG加注速度为21.23mm/分。液位达到2860mm以后加注速度随液面位置升高降低，加注速度最低点液面位置为430mm，对应速度为1.49min/分，但冷却全过程中液化天然气加注速度始终不超过25.4mm/分。